承德縣飾面石材礦山的開采現(xiàn)狀

韓旭東

摘 要 承德縣飾面石材用花崗巖礦產(chǎn)資源豐富，地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)28億立方米、可采儲(chǔ)量達(dá)16億立方米。目前礦山開采技術(shù)還較為落后，荒料率較低、規(guī)格較小，機(jī)械化水平較低。

關(guān)鍵詞 花崗巖 飾面石材 開采技術(shù) 鋸切

中圖分類號(hào)：P617 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

承德縣飾面石材礦山集中分布在甲山鎮(zhèn)一帶，全部為露天開采。2011年前以鉆爆法、劈裂法為主，開采工藝較為落后。為提高資源利用率、節(jié)能減排，全縣石材行業(yè)開始推廣機(jī)械鋸切開采并取得了顯著的效果

1資源概況

中國石材行業(yè)自2005年躍居世界第一大石材生產(chǎn)國、出口國、消費(fèi)國之后，中國石材行業(yè)已經(jīng)連續(xù)8年保持著高速增長，并占到了全球石材加工、生產(chǎn)量的近20%，中國石材產(chǎn)業(yè)正成為世界市場(chǎng)的熱點(diǎn)，持續(xù)拉動(dòng)全球石業(yè)的發(fā)展。

承德縣飾面石材礦體主要分布在甲山鎮(zhèn)趙家莊、西梁等7個(gè)行政村。經(jīng)地質(zhì)部門勘測(cè)，甲山鎮(zhèn)內(nèi)保有的“承德綠”花崗巖資源的地質(zhì)儲(chǔ)量有28億立方米，可開采量有16億立方米。“承德綠”花崗巖系列有“承德藍(lán)”“藍(lán)豹”“沙漠綠洲”“綠鉆冰花”等近10個(gè)品種，其中“承德綠”1號(hào)、2號(hào)是國內(nèi)較為罕見、名貴的高檔飾面石材品種。巖石為綠色中粗粒輝石正長巖，主要由長石、次礦物輝石、石英等礦物質(zhì)組成，礦石耐酸度99.85%，耐堿度100%，抗壓強(qiáng)度90.6MPa，抗折強(qiáng)度128MPa，肖氏硬度為90。呈黑綠色、灰綠色，礦石色調(diào)花紋協(xié)調(diào)、典雅美觀、結(jié)構(gòu)致密、光澤度高，部分長石又出現(xiàn)透明藍(lán)色閃光，更使其錦上添花，賦予無窮魅力，也是該石材名貴之處。

目前甲山鎮(zhèn)已有開采企業(yè)約30余家，年產(chǎn)荒料19萬立方米，其中適合砂鋸加工的荒料約為5萬立方米，適合圓盤鋸加工的荒料約為14萬立方米。

2飾面石材開采技術(shù)的發(fā)展

承德縣飾面石材開采主要分為2個(gè)階段：

（1）2011年前采用排鉆及爆破劈裂法開采。使用風(fēng)動(dòng)工具打眼、鐵楔劈裂，在擬開采的荒料各面每隔20cm打眼，使用導(dǎo)爆索爆裂或在鉆孔中打上鐵楔將荒料由巖體中分離。由于打眼工作量大多采用淺孔，主要依靠爆裂及鐵楔劈裂將荒料切割分離，爆破開采對(duì)石材的破壞較大，荒料率較低浪費(fèi)了大量資源，采出的石材強(qiáng)度降低并且石材成型效果不好并且需留不小余量，否則無法加工出符合規(guī)格的板材。曾有礦山試驗(yàn)過打深孔并在孔內(nèi)刻槽，使用液壓劈裂、靜態(tài)爆破劑開采，效果不理想，沒有獲得推廣。

（2）2011年全縣石材行業(yè)開始全面推廣機(jī)械鋸切開采。直接采用圓盤鋸式荒料切石機(jī)在礦體進(jìn)行垂直面切割，水平面采用人工打楔劈裂分離的半機(jī)械式開采方法。機(jī)械化程度更高的礦山計(jì)劃使用串珠鋸鋸切石料水平底面，替代人工打楔劈裂分離。

鋸切開采相對(duì)于以往的爆破開采有了巨大的技術(shù)進(jìn)步，但目前礦山采用的設(shè)備均為小型設(shè)備，采出荒料規(guī)格較小。今后采用大型設(shè)備、全鋸切開采成為石材開采的發(fā)展趨勢(shì)。

3開采方法

開采花崗石時(shí)同樣會(huì)遇到不同的礦體條件和礦體形態(tài)，為了形成開采臺(tái)階，必須進(jìn)行開始初始工作平臺(tái)的準(zhǔn)備工作。在整體性好的花崗石礦體上，為了開掘初始工作平臺(tái)，可以采用金剛石串珠鋸與臺(tái)架式鑿巖機(jī)組合方法；只要開采成本允許，可以采用串珠鋸全鋸切式開掘方法；也可以利用突出巖體，采用大深度單孔貫通切割方法，以及交匯孔切割方法形成初始工作平臺(tái)；還可以利用天然裂隙開拓初始工作平臺(tái)，初始工作平臺(tái)的擴(kuò)展方向也可分成初始工作面的水平和垂直兩個(gè)方向上的擴(kuò)展。

全鋸切開采分為金剛石串珠鋸全鋸切開采和圓盤鋸串珠鋸組合法開采，無論采用哪種鋸切方法，水平面的切割是第一道鋸切工序，然后才能進(jìn)行垂直面的分離切割，這個(gè)順序是不可逆的。在水平面的切割時(shí)分離體與礦體垂直面的連接是防止分離體墜落的保證，如果先將垂直面切割完，這些支撐保證被解除，那么在水平面切割的后期有時(shí)甚至在水平面切割的初期，分離體都有可能墜落壓住金剛石串珠繩，造成金剛石串珠繩的報(bào)廢；嚴(yán)重時(shí)可能引起金剛石串珠繩的斷裂飛出，造成更嚴(yán)重的事故。即便是先切割水平面，在切割過程中，也應(yīng)隨時(shí)在已經(jīng)切割好的鋸縫中塞入鋼楔，保持分離體在水平面上得到足夠的支撐。這種輔助支撐方式，對(duì)存在裂隙的分離體更為重要。

水平切割前，首先要鉆呈正交關(guān)系、相互垂直的縱向和橫向鉆孔并交匯貫通，以便金剛石串珠繩的穿引并使用導(dǎo)向輪支承鋸切過程中的金剛石串珠繩，使串珠繩與被切割面只保持單邊接觸，避免金剛石串珠繩全部包絡(luò)鋸切面進(jìn)行切割時(shí)串珠繩過度的磨損。對(duì)于大體積的分離體，其鉆孔深度一般都超過10m，甚至達(dá)到20多米。這就需要使用大孔徑鉆孔設(shè)備完成垂直、水平交匯孔的鉆鑿，例如大孔徑氣動(dòng)或液壓鑿巖機(jī)等大孔徑鉆孔設(shè)備，鉆孔直徑達(dá)90～150mm，通常鉆孔越深，鉆孔直徑應(yīng)越大，以便于與其他鉆孔的交匯。

兩種全鋸切開采方法的區(qū)別就是當(dāng)荒料的水平底面分離切割完成后，如繼續(xù)使用串珠鋸將切割其它幾個(gè)垂直面，就是金剛石串珠鋸全鋸切開采；如使用圓盤鋸進(jìn)行垂直面的切割，就是圓盤鋸串珠鋸組合法。目前礦山在完成切割分離后直接使用挖掘機(jī)將荒料頂翻，條件較好的礦山采用專用氣壓頂推袋插入切割縫內(nèi)并充氣將荒料頂翻并整形，然后裝車，然后運(yùn)至加工廠。今后將采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行吊裝運(yùn)輸，減少在此過程的損傷。

由于金剛石串珠鋸可以進(jìn)行水平面切割是全鋸切開采礦山特別是進(jìn)行大體積荒料切割必不可少設(shè)備，在使用中最常見的問題是選用的繩鋸參數(shù)錯(cuò)誤或鋸繩質(zhì)量問題，例如我們選用過高密度的金剛石則鋸切時(shí)不易碎裂，難以產(chǎn)生新的銳利的刃尖；在使用過程中鋸繩斷裂、串珠剝落等。圓盤鋸切割縫窄、切面光滑，減少了資源浪費(fèi)和荒料整形的工作；但圓盤鋸不能完成水平面鋸切必須與其他方法切合進(jìn)行開采并且由于自身特點(diǎn)限制了鋸切荒料的規(guī)格。

4結(jié)論

目前承德縣石材開采行業(yè)雖然完成了由爆破開采至鋸切開采的升級(jí)，但總體水平仍較為落后。主要體現(xiàn)在礦山多采用小型機(jī)械設(shè)備、輔助設(shè)備機(jī)械化水平較低，作業(yè)人員技術(shù)水平落后，這也是各礦山今后的發(fā)展方向。